Animação com cinemática inversa usando 3ds Max

Objetivo: mostrar como fazer animação de corpos com esqueleto usando cinemática inversa (Inverse Kinematics) com o 3DS Max.

Tempo estimado: 3hrs.

Requisitos: Conhecimento básico da interface e dos recursos para criação de primitivas do 3ds Max.

Criando objetos simples

Nosso objetivo é construir um boneco articulado usando objetos simples como: cubos, cilindros, esferas e outros. Nós usamos (Chamfer Box) para criar as extremidades do boneco, e um (Chamfer Cylinder) para criar a cabeça do boneco. Podemos usar opções como clone para copiar objetos e preservar as dimensões.

Posicionamos e orientamos cada objeto no lugar certo. A seguir, editamos as propriedades dos objetos.

A figura acima mostra um desenho básico do corpo do boneco. Os Chamfer Objects nos oferecem superfícies suaves nas bordas. No entanto, temos que mudar alguns parâmetros no painel de modificação.

Feito isso o desenho deve estar parecido com a figura abaixo.

Agrupando os objetos simples para formar um corpo

Para compor objetos complexos a partir de simples, temos que ter conta de que obteremos um novo objeto a partir de dois objetos A e B. Primeiro selecionamos o objeto A no cenário (esse manterá o ponto de referência para o novo objeto). A seguir, escolhemos a opção Compound Objects do painel de modificação e selecionamos Boolean.

Mais embaixo aparece um botão Pick Operand B. Clicamos nele e logo depois é preciso selecionar o Objeto B no cenário para aplicar uma operação booleana.

Como a operação booleana default é diferença, nós temos que mudar para união.

O resultado de compor todos os objetos simples num só objeto é mostrado na figura abaixo.

Criando uma malha de modificação.

Para este propósito clicamos com o botão direito do mouse sobre o objeto. Aparece um menu como na figura abaixo, e escolhemos Convert To > Convert to Editable Mesh.

Criando o esqueleto

Agora temos que criar um esqueleto para o corpo do boneco. O 3ds Max oferece o botão (Bonds IK Object), que usamos para desenhar o esqueleto.

Inicialmente criamos a parte central do esqueleto. Quando selecionamos , o 3ds Max mostra as propriedades deste, então marcamos Side Fins, pelo fato de que a parte central do esqueleto tem extremidades (os braços).

Depois de haver criado a parte central do esqueleto, esta é mostrada como se fosse com asas nos extremos.

A seguir criamos os ossos para as extremidades do esqueleto (do mesmo modo como criamos o osso da parte central, mas devemos desmarcar a opção Side Fins). Devemos ter cuidado já que só precisamos um osso para as extremidades. Então, ao terminar de criar o osso apertamos ESC (3ds Max criará um osso adicional, mas podemos selecionar este osso não desejado e apagá-lo).

Desse mesmo modo criamos as extremidades (eu recomendo criar um osso, e fazer cópias, para depois posicionar no lugar certo). Para tal efeito apertamos Ctr+V e selecionamos Clone. Depois, selecionamos (para o caso de uma perna ou braço), permitindo move simetricamente o objeto selecionado. A figura abaixo mostra esta operação.

Em seguinda, usamos Move para posicionar o objeto no lugar adequado. Nosso esqueleto deve ficar como na figura abaixo.

Finalmente para que o esqueleto esteja completo, temos que unir as extremidades à parte central. 3d Max oferece a opção (Select and Link) que permite criar uma hierarquia de dependência. Então arrastamos cada extremidade (uma a uma), soltando sobre o objeto pai (drag and drop). Veja as linhas pontilhadas: cuidado para fazer a dependência com o osso (bone) e não com a malha do corpo.

Para verificar se tudo está certo, selecionamos e movemos a parte central (o esqueleto completo deve se mover). Fazemos um ctrl+z para deixar o esqueleto no estado anterior.

Aplicando pele

O corpo é uma malha (Editable Mesh), então o que fazemos é associar a esta malha o esqueleto. Selecionamos e, na lista Modifier List, selecionamos Skin

No grupo Parameters, selecionamos Add

Aparece um diálogo de onde selecionamos All e Select (isto agrega os ossos do esqueleto à malha). 3ds Max cria envoltórias para cada osso dentro da malha.

Ajustando envoltórias

As envoltórias de ossos criadas automaticamente podem afetar áreas da malha que não têm qualquer ligação com o movimento dos ossos. Para ajustar estas envoltórias marcamos Envelope dentro do painel de modificação.

Mais embaixo marcamos vértices se queremos associar outros vértices da malha ao osso.O processo é repetido para os demais ossos.

Iniciamos com a cabeça y vamos ajustando, logo com o resto dos ossos.

Na figura acima, cada um dos quadrinhos pretos, vermelhos e azuis são manipuladores. Movendo-os, podemos ajustar adequadamente a área de ação do osso sobre a malha.

Uma vez terminado, desselecionamos a opção Envelope

Animando o corpo

Para efeitos de visualização mudamos de modo em alguma das janelas de visão do 3ds Max.

Agora temos o boneco mostrado como sólido e não como malha. Podemos fazer uma verificação de que tudo está certo fazendo uma rotação dos ossos, tal como mostrado na figura abaixo.